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机械设计知识范文1
关键词：机械制造工艺；合理化机械设计；探讨
1引言
在我们的生产生活中，机械制造工艺起到着非常重要的作用，能够极大的方便人们生产，减少人力资源的消耗，可以有效的提升工作的效率。在保证机械利用的同时，需要保证其设计的合理性，这样才能够提升产品的质量和寿命，也更能在市场竞争中处于有利的地位，所以需要提升机械设计水准的提高。
2机械制造工艺基础知识
机械制造工艺就是将原材料制作成合格的产品的过程，而这个过程中需要采用一定的手段和方式，是机械制造行业的基础技术之一，不管在何种的机械制造行业，采取先进的制造工艺和设备才是确保降低产品的生产成本和提高质量的重要手段，也能够很好的提高企业的效益。而机械制造工艺基础知识有一下几种，制作程序和技术的程序，首先在机械制造的过程中，有制作程序和技术程序两方面，其中制作程序可以将原材料通过制造将其转化为产品，而技术程序则是对半成品作进一步的加工过程，就是用机器生产方式，使得半成品能够生产完成产品。这是机械制造工艺的基本步骤和形式，其次是定位，零件的定位是现在机械制造中常用的一种制造工艺，这种定位工作对于零件的质量有着很重的作用，因为在制造过程中，需要根据不同的零件选择不同的加工形式，这样也能提高机械制作的质量。同时，根据市场的不断改变，相应的标准也要做出改变，这对于机械制作来说，也是一种挑战[1]。
3机械设计过程中注意事项
在实际的机械制作过程中，想要实现机械制造工艺的合理化机械设计，就应该在这个过程的一些注意事项需要注意。设计策划方案时候，要对机械设计的要求进行全面了解，并且对这些方面进行改进，促进设计理念和工程的进步。当然，还有就对机械策划总程序进行良好的规划，因为机械策划的总程序直接关系到每一个环节的工作规范程度。有利于规划方案能够全面实施，然后，适宜的方案策划能够能够实现理论和实践的完美统一。最后，对于装置实现具体调解的控制管理过程，要在具体过程中做到系统化。
4机械制造工艺中机械设计合理化措施
4.1提高加工精度工艺措施
机械策划制造程序中，是会存在一定差异的，对此，需要对形成不一样原因进行分析，增加机械制造工艺的合理性，首先就要提高机械设计的总体水平，机械制造的标准是不同的，而且精度也需要及时的调整，保证设计能够符合要求。如果和实际生产的标准差异过大，就会导致让机械无法满足生产的需要。严重的话还会引发很多事故，给生产带来了很大威胁。所以，对于加工精度工艺进行一定的设计，改进测量工具来提高进度，在对产品检测的时候要保证误差尽量减少。经过长时间的机械制造，很多机械设备在精确度上就存在不足，热变形、道具磨损、内部应力等情况，根据相应的状况采取措施，比如减少误差补偿法，分化或均化原始误差法。
4.2提高表面质量工艺措施
在机械加工时，加工表面质量指的是在机械加工之后，零件的表面会出现一定的不平整，也就是所说的粗糙度，零件出现了粗糙度就会让产品整体的性能和质量，甚至会缩短产品的使用时间，那么如果要提高表面质量，就需要选择合适的刀具，选择符合实际情况的刀具，对产品表面的粗燥度尽量减少损坏。其次，在进行切割条件选择时，要根据材料的硬度选择合适的切削速度，要减少积屑的残留，同时，还可以选择切割液这样的方式来提高产品表面的质量[2]。
4.3加强绿色制造的工艺措施
在机械设计的过程中，需要对设计的理念进行创新，不断改进设计的方案，能够将绿色环保的理念贯彻进去，则能够极大的提升机械制造的环保力度。不断对设计的理念进行更新，完善设计理念，保证设计理念能很好的适应经济发展的需要，在保护环境的同时，也获得了经济效益。还有，对于机械设计制造的材料，也要保证其污染控制在合理的范围。
作者:董 单位:荆楚理工学院 湖北
参考文献：
机械设计知识范文2
关键词：机械设计；自动化控制；问题和方法
0引言
在机械设计与自动化控制中，经常会遇到各种各样的问题，科学技术的进步让机械设计与自动化控制变得更加智能和复杂，这对生产具有很好的促进作用，但与此同时，在机械设计与自动化控制中的管理和运用就显得更为重要。生产效率的提高依赖于机械设计与自动化控制的稳定运行，机械设计是机械设备的关键，自动化控制则保证了设备的稳定性，两者缺一不可。
1机械设计与自动化控制的问题
1.1机械设计领域问题分析
机械设备的生产首先需要满足生产要求，所以机械设备从研发开始，就要清楚机械设计是为哪方面服务的，在具体开发过程中，使机械设备符合现实生产要求。但是从目前来看，很多时候机械设备研发设计依然存在问题，设计人员目的不明确，导致工作重复性严重，对细节把握不到位。机械设备对精确度相对较高，差之毫厘都有可能达不到生产工艺标准，使得产品效果不理想。
机械设计在设计之初应该充分考虑产品的使用情况，部件结构老化和失灵问题，也是机械设计过程中的重点，在机械设计时，机械结构要严格按照一定的原则，将误差控制在一定范围内，尽量减小零部件的磨损。其次，机械设计对售后和安装问题也需要提高注意，专业的安装人员能确保机械设备运行更精确，减少机械的损害和故障率，对自动化控制的应用也具有保障性，以免造成自动化系统不稳定。
1.2自动化控制领域问题分析
自动化控制是机械设备的辅助系统，但是在实际操作上自动化控制却具有更加重要的作用，在自动化控制中，问题往往来源于机械设备自身的质量，以及机械设备的损耗率和淘汰率。
机械设备自身质量问题首先是机械设备在工作运行时，机械零部件产生的热量，机械设备一旦开启经常是连续不断的工作，长时间运行会导致设备发热，这就要求自动化控制具备检测功能，如果在发热开始，自动化控制系统不能提示操作人员，就有可能导数持续发热，影响到机械设备的其他零部件，最后导致整个机械设备大面积瘫痪。另一方面，由于自动化控制系统过于灵敏，只要机械设备出现问题倪端，就终止整个机械设备的工作，即空开跳闸，空开跳闸虽然一定程度上确保了机械设备故障率的发生，但是系统长期空开跳闸会缩短机械设备的使用寿命，对工业生产带来影响。
2机械设计与自动化控制中问题解决方案
机械设计和自动化控制在工业生产中发挥着重要的作用，两者相辅相成，不可分割，有着密切的联系，机械设计和自动化控制实现了人类运用机械设备加工、生产等工作，在机械设计和自动化控制中，单纯的机械生产仍然需要大量的劳动力来完成，在机械设备中引入自动化控制系统，能够实现机械设备自动化运行，工作效率更加高效，也更加稳定。
2.1加强人员素质的提高和管理
在机械设备的操作过程中，首先要解决技术人员的操作理念和方法，在操作机械设备之前，首先要对操作人员进行岗前培训，了解机械设计的原理和性能，才能在机械设计与自动化控制中合理施行，避免操作失误给机械设备带来不必要的事故。操作人员在工作之余，应该多学习机械设备相关的理论知识，并在工作中，积极有效地将理论知识运用到实际操作上来，不断提升自身的能力。
机械设计人员在设计时，要对设备的具体用处做好调查工作，最有效的方法就是到操作一线上去，对机械设备在使用中容易产生的某些问题做好记录，然后逐一解决。其次，机械设计人员在选择机械设备零部件的时候，需要结合设备生产运行规律，进行钻研和分析，匹配设计合适的零部件。
安装人员要详细了解现场情况，对机械设备进行合理安装，安装人员要善于利用场地环境，因地制宜，在一些大型机械设备的安装过程中，要注重每个细节的合理性和设备之间的连贯性，对自动化控制做到精准把控，让设备运行符合生产流程。
维修人员在专业领域技术相对较高，但是要加强相应的责任心，培养及时发现问题的能力，在机械设计与自动化控制中，维修人员要清楚两者之间的关系，在机械设备出现故障时，能做到对问题尽快排查，了解是线路问题还是机械设备本身原因，是由于操作不当还是设备超负荷导致的，这对以后机械设计具有很好的借鉴作用。
2.2引入更加智能的自动化技术
如今，机械设备朝着更智能的方向发展，机械设备与自动化控制的应用，减少了企业生产中大量人力资源的使用，为了实现更高效、更人性化的生产，在机械设计领域需要加大对科技的投入，在机械设备智能化进程发展到一定阶段后，引入远程操控模式，能进一步减少企业对人力的依赖和使用。
另外，远程操控的引进，对提高机械设计和自动化控制能起到良好的促进作用，在远程操控的实际运用中，机械设计需要通过不断优化和改良，才能满足远程操控技术的要求，在自动化控制领域同样需要提升自动化系统的感应、分析和统计方面的性能，全面确保生产过程中的安全性和稳定性。
3结语
综上所述，机械设计是机械设备的基础，对设备结构和整体性能起着关键的作用，机械设计是一个从实验到实践，从检测到使用的过程，结合自动化控制的优势，将机械设备的质量放在机械设计与自动化控制的首位，为国家整个工业提供保障。
参考文献：
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[2]朱文强.机械工程中自动化技术的运用[J].化工管理,2016(32).
机械设计知识范文3
机械设计制造及其自动化专业是一门实践性很强的专业，结业实习是本科教学打算中很是主要的一个教育环节，是学生在校进修时署理论联系现实、增添实践常识、培育自身各方面能力的主要手段和体例。
通过实习，体味包装印刷企业出产流程、包装印刷工艺流程、包装印刷企业打点和包装印刷机械等相关常识，并体味本专业成长前沿，涉猎相关学科常识，使机械设计制造及其自动化专业的学生初步具有科学研究与解决工程现实问题的能力、较强的实践脱手能力和立异意识的高级应用型人才。
结业实习是年夜学本科专业进修中不成贫窭的主要部门，经由过程一段时刻的出产实习后，使自己具备足够的手艺，应付未来市场的挑战并连结强劲的竞争力，并为下一步的结业设计打下坚实的基本。
实习要求：
1、明晰实习使命，当真进修实习纲要，提高对实习的熟悉，做好思惟筹备；
2、当真完成实习内容，按划定记实习笔记，撰写实习陈述，收集相关资料；
3、虚心向工人和手艺人员进修，尊敬常识，恭顺他人，甘当小学生。实时清算实习笔记、陈述等。不竭提高剖析问题、解决问题的能力；
4、自觉遵守黉舍、实习单元的有关规章轨制，从命指导教师的率领，培育精采的风气；
报告内容：
1：通过下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。
2：在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和盛传实践相结合起来，北洋我们的考察，分析和解决问题的工作能力。
3：通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习他们的好僧产经验，技术革新和科研成果，学习他们在四化建设中的贡献精神。
4：通过参观有关工厂，掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程，组织管理，设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面。
5：通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。
实习内容和感受：
转眼间,一个多月的实习就竣事了。经由这一个月的实习,让我真正体味到了工作和在黉舍糊口的区别:在黉舍里面出格是在年夜学里面,我们是很自由的,而且有良多是假期。我们可以自由的放置自己的时刻，可是工作了就纷歧样了，我们必需按照公司的划定干事，而且每年也只有很短假期了。所以说从黉舍到社会是一个年夜情形的改变，身边接触的人也完全换了脚色，教员酿成老板，同窗酿成同事，相处之道完全分歧。在这巨年夜的改变中，我们可能彷徨，苍莽，无法马上顺应新的情形。我们也许看不惯企业之间残酷的竞争，无法忍受同事之距离山观虎斗的眼神和言语。良多时辰感受自己没有受到率领重用，所干的只是一些无关主要的杂活，自己的提议或工作不能获得老板的必定。做不出成就时，会有来自各方面的压力，老板的眼色同事的嘲讽。而在黉舍，有同窗教员的关心和撑持，每日只是上上课，很轻松。常言道：工作一两年胜过十多年的念书。实习时刻虽然不长，可是我从中学到了良多常识，关于做人，干事，做学问。“在年夜学里学的不是常识，而是一种叫做自学的能力”。加入工作后才能深刻体味这句话的寄义。
我们是2009年2月19日来到中山天彩包装有限公司的，接待我们的是天彩的曲总，初度碰头，就感受曲老是位很驯良、很亲热的率领。而在接下来的日子里的接触也证实了这点。我们被放置在动力部实习，动力部主若是负责机械维护及其机械维修方面的工作。我们也主若是进修这些方面的常识和相关的工作经验。刚来的时辰，我们事实下场没有什么经验，只能跟着师傅进修，在对公司机械修理及维护过程中，自己当真不雅察看各类机械，最直接的就是工艺。对我们即将结业的人来说，这方面仍是很好办的。后面，因为对机械有了体味，我能对产物加工定的工艺动作怎么实现的进行思虑。这样能加速进修理解和常识的堆集。因为我们要常进车间去，所以多车间的出产状况也都有一个概略的体味。天彩首要由印刷车间、复合车间、制品车间、年夜袋车间和吹膜车间，这其中给我印象最深刻的是制品车间，主若是因为这个车间的设备最轻易呈现故障，可能是因为它里面的设备斗劲陈旧吧。当然其他车间有些工具也是要时常要改换的，好比像印刷车间的油墨泵，它是用来开机时抽送油墨的，当停机一段时刻不工作，它就可能堵塞，堵塞了就得拿到维修房进行疏浚。有时辰一天都需要改换几个油墨泵，那样我们的工作就很辛劳。此刻来说说为什么制品车间让我印象最深刻吧。制品车间主若是进行制袋过程的一个车间，在这个过程中要用到切刀、打孔器等等。正因为如斯，所以切刀和打孔器经常呈现问题，这时就需要我们去换刀以及调刀，换刀可能换切刀或圆刀，相对来说，换圆刀更为轻易，因为他的调刀过程很简单，而调切刀的要求就很高，既要求很好的切断物品袋，又要求在切过的袋边很平整，没有毛边。这个月里，我跟着分歧的师傅去了几回车间调刀，没次用时都在1个小时以上，其中有两次分袂用了两个半小时和接近四个小时，所以感受这个调刀过程是很坚苦的。它需要我们有耐心，不能因为
久久不能调好它而抛却，这是不负责任的默示，而且调好它也是我们动力部应做的工作，所以我们要坚持，要慢慢堆集经验，才能更好、更快的完成它。
这是第一次正式与社会接轨踏上工作岗位，起头与以往完全纷歧样的糊口。天天在划定的时刻上下班，上班时代要当真准时地完成自己的工作使命，不能轻率对于了事。凡事得谨严小心，否则随时可能要为一个小小的错误承担严重的后果支出巨年夜的价钱，再也不是一句对不起和一纸报歉书所能解决。
机械设计知识范文4
关键词：机械设计基础 实验内容改革 教学手段改进 考核方式优化
中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0092-03
随着“智能制造”计划的制定，加快制造业转型升级提上日程。实现制造强国的战略目标，为与制造业相关的数控技术专业的教学带来新的机遇和挑战。机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程，该课程作为一门实践性很强的课程，其实验教学是一个十分重要的实践环节，除了起到加深学生对理论知识的理解、对课堂上教授的理论知识的验证作用外，更重要的是培养学生实践动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力，启迪其创新思维，开拓其潜能的重要手段[1-3]。如何结合专业特点同时迎合中国制造2025计划的需要，舍弃陈旧，吸取精华，接纳新鲜内容，是机械设计基础实验教学中面临的重大 课题。
1 当前教学现状
机械设计基础实验教学是该课程教学的重要组成部分，是学生将理论知识应用于实践中的媒介，更是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力及启迪其创新思维的重要途径。然而，目前实验教学以传统验证型实验为主要内容，实验内容单一，既不能反映数控专业的特色内容，也束缚了学生的思想，更不能适应“中国制造2025”的时代背景；另外，实验教学手段单一、考核方式不够科学[4]，不利于充分调动学生的积极性，最终导致实验教学的效果与实验课的教学目标相差甚远。
2 实验教学内容改革探索
2.1 结合学生的兴趣点设置基础型实验
基础型实验包括机构认知、零部件认识等认知性实验和机构简图测绘、齿轮范成等验证性实验。根据本课程的特点，巧妙安排该类实验教学和理论教学的先后顺序，使两者有机结合起来激发学生的学习兴趣。例如，在平面四杆机构的理论课程前设置认知性实验，带领学生参观机械原理陈列柜，可以使学生在理论学习之前对该章节所涉及的典型机构和零件有感性的认识，在此基础上，引导学生动手做平面四杆机构的搭接实验，使学生进一步理解平面四杆机构的功能性，从而激发学生对理论课程的兴趣；而在齿轮范成加工方法的理论课程之前，组织观看齿轮加工的影像，在理论课程之后设置齿轮范成实验，学生通过了解实验原理、记录和分析实验参数，不仅对齿轮范成加工进行了印证，也学会了验证某一原理或设计成果可行性的方法，然后带领学生进校实训车间，现场观察滚齿机切制齿轮的加工过程，增加学生的学习信心[5]。
2.2 结合数控专业特色设置综合型实验
机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程，其实验教学是提高本专业技能最重要的实践环节，为更进一步的突出课程实验对本专业的服务性特点，笔者结合本专业所涉及的机床及数控加工工艺设置机械设计基础综合型实验，通过对机床机械结构的实际零部件的测量与分析提高学生分析抽象机构及典型零件的能力，进而提高学生对数控加工方法和工艺的分析与设计能力[6-8]。
综合型实验教学的具体内容设置如图1所示。
2.3 结合“智能制造”设置创新型实验
结合“智能制造”创新发展和制造业与信息技术融合的理念，在实验教学时设置创新拔高型实验，以适应“智能制造”的要求[9]。
如图2所示，以机构创新认知实验、校园环保自行车创新设计与制作等为代表的创新发展类实验，使学生层层深入到典型机构与创新产品中去，既能逐步激发学生的兴趣、锻炼学生分析问题和解决问题的能力，又能培养学生的创新意识。利用信息技术设置虚拟设计与仿真类实验，例如通过计算机辅助设计与制造软件模拟机器人的运动过程、设计与制造实训车间智能运输小车，以有利于学生实训的实际产品勾起学生的创新欲望[10-12]。设计与制造实训车间智能运输小车为例，首先将学生分成若干组，使各组学生运用其在一年级所学的CAD课程、同期CAM课程，分别设计智能小车的各个零部件并进行三维造型，由实验教师将各组设计的零部件组装，并进行编程模拟运动，让学生参与设计与制造，真实体验机械零件设计过程的实质和乐趣。
3 实验教学手段改革探索
3.1 “动”与“静”结合
在实验教学中，实验室教具、模型设置，对学生动手操作兴趣的提高有重要影响。“动”体现在物品陈列的状态和教师讲授过程，根据陈列物品种类的不同，将典型运动机构、传动部件及机械零件设置为可运动的动态陈列柜，便于学生观察机构的实际动作及零部件的实际运动。教师讲授过程配以动作演示，将实验指导书的讲解转变为实物操作讲解。“静”体现在学生自动作业以及以小组为主的自主学习、合作交流。运用“动”与“静”的结合提高实验教学效果。
3.2 引入信息技术
教学辅助材料通常为纸质实验指导书，大量的文字表达，学生往往不能抓住实验要领。现将实验指导书涉及的特殊工具、典型量具、专用仪器、操作方法与步骤及实验结果处理手段以电子课件的形式呈现，配以小视频和动画促进学生对
3.3 优化实验教学人员
现将理论课主讲教师与实验员共同参与实验课教学、教研及科研，使理论教学与实践教学无缝隙结合，这一教学模式获得学生的一致好评[13-14]。
4 优化考核评价方式
基于基础型、综合型及创新型的实验内容设置，优化考核评价方式。基础型实验考核占比50%，综合型实验考核占比30%，创新型实验考核占比20%。
4.1 基础型实验考核
基础型实验考核包括考勤成绩10%、操作过程成绩20%、实验结果分析20%。考勤成绩涉及学生的出勤率，操作过程成绩涉及学生操作的正确性、参与度及团队协作度，实验结果分析成绩涉及学生实验数据的分析整理的准确度、是否独自思考及书面整洁度[15]。
4.2 综合型实验考核
为了考查学生对知识的综合应用，对综合型实验的考核包括出勤率10%，操作过程成绩10%、实验结果分析10%。考虑到学生学习层次的差异性，在综合型实验考核时均分比例，促进学生对此类实验重视程度的提高。
4.3 创新型实验考核
新考核项，占总评成绩的20%。包括参与分5%，创新操作10%，实验结果分析5%。鼓励学生积极参与创新型实验，学生能对本课程所学的知识点或对应的训练提出自己独到的见解并能以一定成果展示即可获得创新分数。
5 结语
实验教学与理论课教学是相辅相成，相互促进的关系，结合学生特点、专业特色及行业趋势将机械设计基础实验教学内容设置成基础型实验、综合型实验及创新型实验三个层次，配合多种教学手段和综合考核评价，使学生在实践学习环节逐步深入，提高了学生的实践兴趣，同时激发了学生的创新潜能，也促进了学生对理论课程的学习和理解。
参考文献
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机械设计知识范文5
一、国际工程教育大潮中的CDIO
全世界对工程教育的改革都很迫切，无论是发达国家还是发展中国家。在过去的10年里，美国的企业界人士开始致力于缩小当前工程教育中的理论和实际操作能力之间的差距，对工程教育提出了新的目标和要求。四所前沿的工程大学（美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院）从2000年起组成跨国研究项目组合，经过4年探索，他们合作开发了一个新型的工程教育模型，称为CDIO。其名字的灵感来源于产品/系统的生命周期过程。该生命周期可分为四个阶段：构思、设计、实施、操作。它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现。它以工程项目（包括产品、生产流程和系统）从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念，更重要的是提出了系统的能力培养、全面的实施指导、完整的实施过程和严格的结果检验的12条标准，具有很强的可操作性。[3]CDIO标准是直接参照工业界的需求（如波音公司的素质要求和ABET的EC2000标准）制定的，因而能完全满足产业对工程人才质量的要求。迄今已有几十所著名大学加入CDIO国际组织，麻省理工学院已有两届CDIO学生在毕业后得到工业界的好评。一些公司甚至专门为CDIO毕业生制定了高于其他教育模式毕业生15%的工资标准。
二、机械创新设计大赛中的“做中学”模式
2006年初北京石油化工学院在组织第三届首都高校机械创新设计大赛时，大多数师生根本没有听说过CDIO，因为要参赛而且想拿出成功的作品参赛，教师带领学生“在做中摸索、在做中学习、在做中提高”。第三届首都机械创新设计大赛的主题是“健康与爱心”，大赛要求从这一主题出发，由学生设计、制作、提交相关机械产品的样机进行比赛。机械创新设计大赛的设计远不只是图纸上的设计，还包括从调研到构思、设计、制造、装配、调试、使用，乃至改进设计这样又一轮的实践活动。这是一套完整的实践活动，是一套出真知、出创新、出成果的实践活动。[4]2006年是我们学生包括部分教师第一次亲临一种全新机械产品开发和制作全过程的体验，开头真是无从下手，产品都不知如何确定，更不用说设计与制作了。在教师的指导下，考虑到我国需助残、康复、健身的人群现状，学生们开展了广泛的市场调研，深入到大兴康复医院、海淀康复机构等观察采访，结合不同的康复人群的需要，拟订了“多功能电动轮椅”、“人性化担架和康复助力拐”等产品的选题组成产品开发小组。开发小组的分组以学生自愿组合为基础，并考虑了专业和男女同学的合理搭配，以便于最大限度发挥每个人的特长。过02级学生马强、机电02级学生龚月圆和机电02级学生杨雄在进行“多功能电动轮椅”的功能设计构思时，为突出“多功能”的特点，对各种机构进行了深入的研究和学习，最后运用机构学原理设计了靠背、桌面和遮阳翻转机构，设计思路新颖，结构精巧简单，将简单的靠背根据残疾人需要，经机构变换可巧妙变化成书桌或遮阳机构（该成果已获得实用新型专利授权）。杨雄同学在调试电动轮椅时，面对项目中驱动与控制问题，在请教自动化专业教师的基础上，自学掌握了控制工程原理、制定了合理的启动方案，并且利用网络查询小型步进电机及其驱动器的价格，为了节省开支，跑遍了大兴的各机电产品市场（包括旧货市场），不但购买到可用于该项目的小电机和驱动器，还学到了一些实用的技术、方法。在实际制作中，学生们虚心请教工程教育中心的师傅，改进原设计中的不足，自己动手加工零件，组装出所设计的产品，圆满完成设计制作任务。过03级学生姚明、钟云青在设计制作“人性化担架”作品时，出于最大限度保护伤残病人的愿望，巧妙运用四杆机构原理设计了可自由开合式担架，为准确规划担架的运动轨迹，并自学了WorkingModel机构设计分析软件，从理论上保证了机构尺寸的精确性，为进一步的设计制作奠定了良好的基础（该成果已获得实用新型专利授权）。每一个作品的后期制作，都是考验学生团队能否团结协作、有无锲而不舍精神的关口。内行都知道，设计工作量为一，那么制造工作量就为十，这表明，后天的制作量是十分大的。学生们顶着酷暑纷纷自己动手，有的到废旧市场寻找原材料，有的到工厂进行加工、组装、调试，反复修改，以求制造操作上易于实现。这真正体现了“做中学、学中做”相互结合、相得益彰。在以往单纯理论教学中，学生只是知识的接受者，而不是知识的主动索取者，学习没有明确目的，知识—教师—学生是一种直线单向式关系。而在机械创新设计大赛的实施过程中，围绕课题的实践，学生获取知识的欲望被激发，学生能够有目的地自学或在教师的指导下用知识解决实际问题，学生真正懂得了“学”与“用”的关系。同样教师通过实际课题的锤炼增长了工程实践能力，因此这是一种互动的三角双向式关系。
三、CDIO理念的运用
2008年初我们在准备第四届首都高校机械创新设计大赛时，已经在CDIO的实践中尝到了甜头，已经真正能将CDIO应用于大赛的规划和组织。在这一过程中我们更加强调产品生命周期开发和使用作为知识和能力培养的载体及环境，更加强调的是知识和能力之间的关联，而不是具体内容。因此依据此次大赛的主题“绿色与环境”———“环境机械、环保机械和厨卫机械”，我们首先在校内成立大学生课外科技活动小组（URT小组），以项目的形式为组织、以多年级多学科共同合作为要求、以运用知识解决问题为目标来实施产品全生命周期的工程实践，通过让参与的学生明白他们在构建的并非其特定产品的设计模式，“构思-设计-实施-操作”这四个词可表达更广泛的工程师行为，不论是网络工程师、机械工程师、建筑工程师或生产工程师，都要遵循。此次大赛的组织更加开放，多个URT小组都是学生自行管理和实施。组长安排讨论构思、组长分配任务，对于不懂或需用到的知识，组长听从教师的建议，分别安排同组学生选修相关课程或向教师请教。实际上，在有限的学制中，任何工程教育专业都不可能将今后工作中所需的知识完全教给学生，而只能按照项目训练的方式组织知识，教给学生在“做中学”，在基于项目的反复学习训练中，获得能力，提高工程素质。学生在此实践训练过程中学到知识，但更重要的是获得自学能力、解决问题能力和创新能力，进而提高其走入社会的自信心，这才是他们终身取之不尽用之不竭的宝贵财富。第四届首都高校机械创新设计大赛学生设计开发制作完成了户外折叠式玻璃清洁器、节能型高压汽雾清洁车、超声节水洗碗机和手动式户外清洁车等六件作品，项目执行过程中各小组多名学生有计划选修了机械创新设计、PRO/E三维设计、产品创意设计实践等具有创新设计理念和介绍先进设计工具手段的课程。所有设计开发制作的产品更注重学科上的综合性，学生的不少作品充分融合了机械、电子、光学、控制、材料等多学科知识。参加制作的学生来自不同的院系与专业，各人根据自己的专业与特长，分工合作，彼此协调，体现了良好的团队精神。2010年、2012年、2014年我们又先后组织学生参加了第五届、第六届、第七届首都高校机械创新设计大赛。假设前几届参加的学生只是学生群体当中学有余力、主动性强、成绩优秀的佼佼者，从2010年起我们把参加大赛作为学生评定机械设计课程成绩、机械课程设计课程成绩的一项必要内容，学生的成绩一部分参考学生在参加大赛中的表现，逐渐摒弃了那种一次期末考试成绩确定学生课程结业成绩的做法，而且获得一等奖、二等奖的学生还可以申报创新学分。这一系列措施极大激发了学生参加大赛的积极性和主动性，尤其是那些平时爱玩、学习成绩不理想、自信心不足的学生，他们觉得这种学习、动手、实践不再枯燥，还可以依据自己兴趣，在“玩中学、做中学”。2010-2014年参加大赛的学生逐年增加，在校内形成了品牌、形成了传统，学生们都知道，一、二年级都要到学姐、学哥的大赛项目小组“打打酱油”、学习学习，三、四年级就要成为主力队员，用产品说话了。通过机械创新设计大赛的组织和实施，不但培养锻炼了一批具有自学与组织能力、勇于实践善于创新、乐于动手与协作的工程技术人才，而且加强了教师的CDIO技能，使学生在真正学到锻炼工程技能的同时，教师在此过程中也弥补了工程经验不足的缺憾，为将来的实践教学打下了基础。正如总理曾经讲过“做中学才是真正的学，做中教才是真正的教”。“问渠哪得清如许？为有源头活水来。”创新之水来自实践之源。作为新时期的教育工作者，我们只有不断为学生提供实践之源，我们的学生才能成为社会需要之材，才能成为国家兴旺之材。
作者:蔡晓君 刘湘晨 窦艳涛 单位:北京石油化工学院机械工程学院
［参考文献］
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［3］EdwardF.Crawley，查建中，JohanMalmqvist，DorisR.Br-odeur.工程教育的环境［J］.高等工程教育研究，2008（4）：13-16.
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［8］索双富，季林红，王兴信，张华基，杨春艳.机械创新设计大赛的实施与体会［J］.实验技术与管理，2005（10）：127-129.
机械设计知识范文6
关键词植保机械；设计制造技术；现状；趋势；问题
随着人们对环境保护和动植物安全的重视，世界各国对农药的使用都做出了不同程度的限制，农药使用技术不断向低量、精确的方向发展，以确保农药在限制的用量范围内发挥出最大的效用。农药使用安全法律更加强调对农药使用者的安全保护，减少人与农药直接接触的机会。这些要求促进了植保机械在使用过程中不断地改进、完善。
我国农作物种植面积居世界前列，但农产品的产量却远远落后于发达国家，农药残留超标事情经常发生。最主要的原因就是农作物在种植与生长过程中，缺乏先进的植保机械和施药技术对其进行保护。使用的植保机械作业效率低、性能差，农药使用技术仍停留在大容量、大雾滴喷雾技术水平上。中国农药的产量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10% ~30%，远低于发达国家50%的平均水平[1]。因此，研究设计制造具有自主产权的植保机械，解决植保机械的增效、雾化和漂移问题，具有十分重要的意义。
1植保机械设计制造技术发展的现状
1.1发达国家植保机械设计制造技术发展的现状
欧洲与美国是目前国际上最主要的生产植保机械的国家与地区，其产品覆盖了全球的主要市场，其技术与设备都代表着当今世界的最高水平。欧美国家的植保机械大主要分为四大类：喷杆式喷雾机、风送式喷雾机；小型植保机械。
（1）喷杆式喷雾机。欧美国家的喷杆喷雾机已由传统的机械传动、控制向液压传动、电气传动和控制转换。计算机监测、控制系统已大量应用；大型自走式机具大多采用四轮液压驱动，喷幅达到10~40 m，中型自走式机具采用先进的变速箱和发动机制造工艺，减震效果好、噪音小，操作舒适。
（2）风送式喷雾机。欧美国家的风送喷雾机设计制造工艺十分先进，其喷射部件、风筒可做成各种形状，机具的风筒可以根据作物的形状任意弯曲、组装，可任意调节喷洒方向进行针对性喷洒，风管可任意弯曲、组装，以适应不同作物的喷洒要求；风机和喷射部件可任意旋转，以适应远程喷雾和射高喷雾，最大程度地提高了风能的利用率和雾滴的穿透率、附着率，反映了发达国家在设计理念上的先进性。
（3）小型植保机械。小型植保机械主要包括背负式喷雾机和手动喷雾器2类，以日韩等人口多、土地少的发达国家为主，此类机具在欧美国家主要用于卫生防疫、庭院花卉施洒，数量和品种虽少，但产品的技术含量较高。从材质上看，以工程塑料为主，耐腐美观；从加工水平来看，无论是光洁度还是尺寸精度，都反映了较高的加工水平。
1.2中国植保机械设计制造技术发展现状
中国常用植保机械主要以小型背负式喷雾器为主，大中型植保机械市场几乎被欧美发达国家垄断。国产大中型植保机械，主要以仿造为主，难以形成自主产权，其核心部件如液泵、喷头及变速箱大部分靠国外进口。但自“九五”开始，国家加大了对植保机械的扶植力度，植保机械的设计制造正迎来较快的发展。“九五”期间，中国研制了系列低量喷头和24 m风幕式喷杆喷雾机；“十五”期间，中国研制出自动对靶喷雾机，利用红外线电子眼探测靶标[2]。目前，中国植保机械的种类和水平可归纳如下。
（1）背负式手动喷雾器。目前在中国占绝对地位，占整个市场份额的80%左右。国产小型喷雾器产品制造技术水平低，喷射部件品种单一，喷嘴型号不全，整体加工质量不高；施药量大，雾化不良，作业功效低，农药浪费现象严重，给生态环境造成严重污染。
（2）大中型喷雾器。以悬挂机型为主，喷杆长度一般在12 m左右，机械结构比较简单，喷量、喷杆高度、喷杆的折叠和打开大多由人力调节或操作，自动化程度较低[1]。部分植保机械公司生产的的自走式喷杆喷雾机，大都模仿国外机型，关键零部件的质量和种类受到了限制，使喷雾质量难以保证。
2植保机械设计制造技术发展的趋势及研究领域
2.1国外植保机械设计制造技术发展趋势
（1）计算机信息技术化。在发达国家，计算机信息技术已经普遍运用到植保机械上。主要表现在3个方面：一是在有害生物防治方面，rs技术主要用于农作物病虫害的监测。它可以通过接收到作物反射光谱的变化，及时而准确地预报病虫害发生的时间、规模、品种。二是gps技术可用机、大型喷雾机等大面积作业的植保机具的定位、导航、导向。欧美国家大多数大型植保机械都配有gps接口和gps接收器。三是在有害生物防治方面，gis技术主要用于建立动态的地理信息资料库，这些资料与有害生物的发生息息相关。通过运用计算机技术，对当时数据的采集及与库存标准资料的对比、分析，可以及时准确地对有害生物灾害提出预警。
（2）喷药技术智能化。智能化技术也称为自动对靶施药技术，是近几年才应用到植保机械上的一项高新技术。所谓智能化技术，就是让植保机械具有识别能力，此图像识别技术系统由摄像头、图像采集卡和计算机组成，计算机把采集的数据进行处理，并与图像库中的资料进行对比，确定对象是草还是庄稼，或者是何种草等，以控制系统自动决定是否喷药[3]，从而做到真正意义上的对靶喷雾。
（3）安全保护绿色化。一是保护性喷洒。采用环保型的喷射部件，增加喷洒防护装置，防止雾滴外逸，这些防护装置有喷头防护罩（主要用于手动喷雾器）、喷杆防护罩（用于喷杆喷雾机）、防护刷等。二是循环式喷雾机。作业时，该机具可以把未击中靶标的雾滴进行回收，循环使用，在节省了农药的同时，又减少了农药对环境的污染。三是农药注入（dis）和自清洗系统。方便、准确、快捷地对农药进行注入混合，并在操作完成后对药箱进行自动清洗，减少操作人员对农药的直接接触，从而最大程度地降低农药中毒的可能性。
（4）零部件生产系列化、专业化、标准化。欧美先进国家植保机械生产，基本都实现了社会化大协作和零部件的系列化、专业化、标准化生产。主机生产厂商只需考虑如何把先进的零部件按市场需要组装成整机，并体现出先进的设计理念，而零部件生产厂家则在零部件生产中精益求精。这有利于提高植保机械零部件科技含量、质量，降低生产成本。
2.2中国植保机械的技术发展方向及研究领域
根据国际上植保机械的发展趋势、方向及中国的国情（中国农村将来走农户联合作业方式），大力发展大中型植保机械、兼顾小型植保机械是必然的选择。中国植保机械的研制与开发的发展方向及重点领域如下。
（1）中国植保机械技术研究发展方向。一是开展超低量喷雾和变量施药技术研究，重点研究超低量喷雾技术的雾化原理及雾化部件的性能与结构参数，研究变量施药技术决策及执行系统，进一步完善设计方法和手段。二是开展防雾滴漂移技术研究，重点研究影响雾滴漂移的主要因素及防止和减少雾滴漂移的方法，研制喷杆喷雾机专用防漂移喷头；继续加强对静电喷雾技术的研究，尽快推出实用产品[3]。三是加强植保机械制造材料和工艺的研究，如工程塑料、陶瓷、聚甲苯和玻璃钢等新材料以及新工艺的研究和运用；创新实用新型技术，加强物理、生物等绿色、环保、无公害防治技术和机具的研究开发。
（2）中国植保机械技术研究的重点领域。一是加强基础工作部件的研制与开发，重点加强液泵、喷头及车辆的车架、驱动系统新产品的研制与开发。提高中国植保机械基础工作部件的配套性能，增加配套附件、扩展机具的通用性和一机多用性，并提高机械产品的产业化，特别是要加快喷头新产品的研制与开发，以满足各种农作物不同生长期的配套需要。二是加强新产品的研发，研制开发与蓄电池配套的节能型小型便携式低量喷雾机；适合于水稻田使用的水旱两用的远射程宽幅喷雾机；果园专用型风送式喷雾机和小型低底盘自走式果园喷雾机系列新产品；以及整地、施药、播种、施药等复式作业机系列新产品等。三是进行自走式喷杆喷雾机的研制与开发，设计具有知识产权的自走式底盘总体配置技术和自走式底盘四轮液压驱动技术，重点研究自走式底盘机架悬挂及减震技术和自走式底盘操纵与控制系统，加强喷杆自动平衡机构及液压折叠机构的研究。
3中国植保机械设计制造技术存在的问题
国内植保机械存在的主要问题包括：植保机械产品系列化程度较低，国内的系列化程度不高，无法提高竞争力，不能保证系列产品的供应，无法减低生产成本；产品品种规格少，不能满足不同作物、不同生长期、不同病虫害的防治作业需要[4]；制造设备及制造工艺相对落后，加工精度低，成本高，不能保证产品质量稳定，“跑冒滴漏”严重，喷嘴喷孔加工一致性较差，机具故障多，产品的使用可靠性较低；因技术开发基础薄弱，从事植保机械研究的科研院所、大专院校科研经费不足，严重制约着中国植保机械新产品开发、老产品改进以及植保机械整体水平的提高[4]。
4参考文献
[1] 孙文峰，王立君，陈宝昌，等.农药喷施技术国内外研究现状及发展[j].农机化研究，2009（9）：225-228.
[2] 何雄奎.改变我国植保机械和施药技术严重落后的现状[j].农业工程学报，2004，20（1）：13-15.
